Name: confocal imaging of confined quiescent and flowing colloid-polymer mixtures
Uploaded: 2014-05-20T19:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Confocal Imaging of Confined Quiescent and Flowing Colloid-polymer Mixtures at JoVE.com

この刊行物で報告された研究は、ヒューストン大学の新学部·グラント、超伝導テキサスセンターからシード助成金、および米国化学会石油研究基金（52537-DNI）によってサポートされていました。

1。コロイド - ポリマー混合物の製造に注意：このプロトコルは、ポリ（メチルメタクリレート）（PMMA）粒子、立体的にポリ（12 - ヒドロキシステアリン酸）を用いて安定化標準に従って合成した（例えば、ナイルレッド、ローダミンB、またはフルオレセインなど）、蛍光色素で標識を使用してレシピ52。 <ol><li>株式溶媒としてシクロヘキシルブロマイド（CXB?...

ミクロンサイズのコロイド粒子は、原子や分子よりも有意に遅いダイナミクスを示し、このように容易に画像化し、時間10的に追跡することができるため、コロイド懸濁液は広く、限られた相挙動のモデルとして研究されている。これらの基本的な研究のために、限られた相挙動に対する粒子間の観光スポットの影響を理解することは、このような毛管凝縮と蒸発21,22,67など?...

本論文では、2と3次元で静止して流れる閉じ込められたコロイドポリマー混合物（a）の共焦点イメージングを示し、（b）の粒子の追跡と相関関係が相挙動と流動特性に関する定量的情報を得るために、結果として得られる画像の解析。 魅力的な粒子間相互作用を有するコロイド懸濁液を指向アセンブリ1-3のための材料、薬物送達4、改良された炭化水素回収5-7のような技術的応用において遍在的に表示され、エネルギー貯蔵8。これらのアプリケーションの共通の特徴は、粒子は、ノズル、印字ヘッド、マイクロチャネル、または多孔性媒体の微細な幾何学的形状を流れなければならず、及び/又は薄いフィルムまたはロッドに成形されることである。電子顕微鏡17,18、X線顕微鏡19、およびレーザー回折Mを含む限られた幾何学的にミクロンサイズのコロイドの構造を調べるために使用される技術20 icroscopy、マイクロスケールでの粒子の構造および動態を測定するために使用することができる。これらの技術は、しかしながら、構造的および動的なメトリックは、数値シミュレーション21,22との直接の比較のために計算することができ、そこから個々の粒子の軌跡へのアクセスを許可しない。 共焦点顕微鏡は、蛍光試料の薄い切片のイメージングを可能にする蛍光顕微鏡の変形である。コロイド科学10については、この技術は、深い緻密懸濁液内または三次元的に画像化するために特に有用である。粒子追跡アルゴリズム23は、共焦点顕微鏡の2次元または3次元時系列に適用し、すべての可視の粒子の軌道を生じる。結果として、共焦点顕微鏡法および粒子追跡の組合せは、結晶秩序24-27および障害を含む、相の挙動、構造、およびコロイド懸濁液のダイナミクスを研究するために適用されているEDは28〜31およびゲル32〜35メガネ 。 他の画像解析アルゴリズムは、共焦点顕微鏡の時系列から粒子のダイナミクスを測定するために適用することができる。例えば、拡散粒子のダイナミクスは、共焦点差動的顕微鏡36を用いて経時的な強度の変動を分析することにより研究することができる。粒子変位が粒子間の間隔よりも大きい場合には、粒子画像流速38-40に基づいて、画像相関37は、粒子の速度分布を測定するために適用することができる。追跡と相関アルゴリズムの組み合わせは、コロイドダイナミクスが遅く、速い流れ11-16,41-45を受けているシステムで測定することができました。 我々は魅力的なコロイド懸濁液9のモデルとしてコロイドポリマーの混合物を使用しています。これらの混合物中、魅力的な粒子間ポテンシャルの範囲と強さの比を介して制御される粒子半径とポリマーとの静電反発の濃度のポリマー旋回半径の一価の有機塩46の添加を介して制御される。粒子間相互作用が慎重に調整することができるので、これらの混合物の固化が広く34,47-51共焦点顕微鏡を用いて研究されてきた。 ここでは、これらの混合物の相挙動および流動特性に閉じ込め効果を調べる共焦点イメージングおよび画像解析コロイド体積分率が、Φ= 0.15で固定保持された静止及び流れるコロイドポリマー混合物の37を 、実証している。これらの技術は、屈折率整合して粒子および/または溶媒を蛍光色素で標識することが可能である微粒子系に広く適用可能である。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:752px;" width="751">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:103px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:315px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Cyclohexyl bromide</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">135194</td>
			<td style="width:315px;">CAS Number&#160; 108-85-0, Molecular wt. =163.06, Used in stock solvent</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Decahydronapthalene</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">D251</td>
			<td style="width:315px;">CAS Number 91-17-8, Molecular wt. = 138.25, Used in stock solvent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Nile Red</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">72485</td>
			<td style="width:315px;">Fluorescent dye</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fluorescein 5(6)-isothiocyanate</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">F3651</td>
			<td style="width:315px;">Fluorescent dye</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Rhodamine B</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">83689</td>
			<td style="width:315px;">Fluorescent dye</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dynamic Light Scattering&#160;</td>
			<td style="width:103px;">Brookhaven Instruments</td>
			<td style="width:119px;">BI-APD</td>
			<td style="width:315px;">DLS equipment used for particle size measurement</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Polystyrene&#160;</td>
			<td style="width:103px;">Varian/Agilent</td>
			<td style="width:119px;">PL20138-23</td>
			<td style="width:315px;">Polystyrene (polymer) for inducing depletion attraction</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">tetrabutyl(ammonium chloride) (TBAC)</td>
			<td style="width:103px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">86870</td>
			<td style="width:315px;">monovalent salt</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Cover slips</td>
			<td style="width:103px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">12-518-210&#160;</td>
			<td style="width:315px;">48&#10761;65 mm</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Cover slips</td>
			<td style="width:103px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">12-540B</td>
			<td style="width:315px;">22&#10761;22 mm</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">UV Adhesive</td>
			<td style="width:103px;">Norland Adhesive</td>
			<td style="width:119px;">NOA 68T</td>
			<td style="width:315px;">Part Number 68T01 (UV cured adhesive)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">VT Eye</td>
			<td style="width:103px;">Visitech</td>
			<td style="width:119px;">VT Eye</td>
			<td style="width:315px;">confocal scanner</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">VT Infinity</td>
			<td style="width:103px;">Visitech</td>
			<td style="width:119px;">VT Infinity</td>
			<td style="width:315px;">confocal scanner</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Microscope&#160;</td>
			<td style="width:103px;">Leica</td>
			<td style="width:119px;">DMI3000B</td>
			<td style="width:315px;">Inverted Microscope</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Centrifuge</td>
			<td style="width:103px;">Thermo Scientific&#160;</td>
			<td style="width:119px;">Sorvall ST 16</td>
			<td style="width:315px;">1-5000 rpm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Glass slides</td>
			<td style="width:103px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">48382-171</td>
			<td style="width:315px;">25&#10761;75 mm, 1.0 mm thick</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">microcapillary</td>
			<td style="width:103px;">Vitrocom</td>
			<td style="width:119px;">8510-100</td>
			<td style="width:315px;">0.1&#10761;0.1 mm square cross section, 100 mm length</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Teflon tubing</td>
			<td style="width:103px;">smallparts</td>
			<td style="width:119px;">SLTT 26-72</td>
			<td style="width:315px;">Zeus PTFE Sublite Wall Tubing 26 AWG .016&#34; ID x .0030&#34; Wall</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Epoxy</td>
			<td style="width:103px;">Devcon</td>
			<td style="width:119px;">DA051</td>
			<td style="width:315px;">5 minute epoxy</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Syringe</td>
			<td style="width:103px;">Micromate/Cadence</td>
			<td style="width:119px;">5004</td>
			<td style="width:315px;">glass syringe with metal luer lock tip</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Syringe tips&#160;</td>
			<td style="width:103px;">Nordson</td>
			<td align="right">7018462</td>
			<td style="width:315px;">32 GA precision tips&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Syringe pump&#160;</td>
			<td style="width:103px;">New Era Pump system Inc.&#160;</td>
			<td style="width:119px;">NE1002X</td>
			<td style="width:315px;">Programmable microfluidic pump (syringepump.com)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Weigh balance</td>
			<td style="width:103px;">Mettler Toledo</td>
			<td style="width:119px;">AB204-S</td>
			<td style="width:315px;">0.0001-220 g</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PMMA particles</td>
			<td style="width:103px;">synthesized</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:315px;">poly(methylmethacrylate) colloidal particles</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

confocal imaging of confined quiescent and flowing colloid-polymer mixtures

魅力的な粒子間相互作用を有する閉じ込められたコロイド懸濁液の挙動は監督アセンブリ1-3、薬物送達の4のための材料の合理的な設計、改善された炭化水素の回復5-7、およびエネルギー貯蔵8ための流動性の電極に不可欠です。蛍光コロイドおよび非吸着性ポリマーを含有する懸濁液は、それぞれ、ポリマー制御の粒子半径と濃度に旋回の高分子半径の比粒子間引力の範囲や強度など、モデル系を訴えている。ポリマー特性及びコロイドの体積分率を調整することによって、コロイド流体は、クラスタの流体、ゲル、結晶、およびガラスが09を得ることができる。 共焦点顕微鏡、蛍光顕微鏡の変異体は、光学的に透明で蛍光試料が画像化されることを可能にする3次元での高空間分解能と時間分解能を持つ。この技術では、小さなピンホール又は顕微鏡光学系の焦点体積の外側にある試料の領域からブロックを発する蛍光スリット。その結果、焦点面における試料の唯一の薄い部分が画像化される。この技術は、特によく単一粒子スケールで緻密なコロイド懸濁液中の構造および動態を調べるのに適している：粒子は、可視光を使用して解決されるのに十分大きく、商業共焦点システム10の典型的な走査速度で捕捉される十分にゆっくり拡散する。スキャン速度と解析アルゴリズムの改善にも流れる懸濁液 11-16,37 の定量的な共焦点イメージングを可能にした。本稿では、限られた相挙動とコロイド-ポリマー混合物の流動特性を調べるために、共焦点顕微鏡実験を示しています。我々は最初のコルを準備密度及び屈折率であるOIDポリマーの混合物が一致しました。次に、薄いくさび形の細胞内の様々な密封下の静止密なコロイド - ポリマーの混合物を画像化するための標準プロトコルを報告する。最後に、我々はマイクロチャネル流中にコロイドポリマー混合物を撮像するためのプロトコルを示す。

共焦点イメージングおよび粒子追跡を実証するために、我々は、コロイドポリマー混合63-65の相挙動に対する閉じ込めの効果を調べた。これらの実験のためにコロイド直径は2 = 0.865であった。コロイドの体積分率は、Φ= 0.15に固定し、 ポリマー c pの濃度は、0〜23.6 mg / mlのに変化させた。代表的な共焦点画像は、 図2 63、左の列に示されてい?...

Watch this Scientific Journal Video about Confocal Imaging of Confined Quiescent and Flowing Colloid-polymer Mixtures at JoVE.com

Confocal Imaging of Confined Quiescent and Flowing Colloid-polymer Mixtures

共焦点顕微鏡は、魅力的な懸濁液のためのモデル系として研究されている画像の静止や流れるコロイドポリマー混合物に使用されます。画像解析アルゴリズムは、幾何学的な閉じ込めに起因する変化を測定するコロイド粒子のための構造的および動的メトリックを計算するために使用される。

監禁静止と流れるコロイド·ポリマー混合物の共焦点イメージング

The behavior of confined colloidal suspensions with attractive interparticle interactions is critical to the rational design of materials for directed ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Synthesis of Immunotargeted Magneto-plasmonic Nanoclusters

Immunotargeted磁気プラズモニックナノクラスターの合成

Magnetic and plasmonic properties combined in a single nanoparticle provide a synergy that is advantageous in a number of biomedical applications ...

化学

Preparation and In Vitro Characterization of Dendrimer-based Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging

Preparation and In Vitro Characterization of Dendrimer-based Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging

調製と<em&gt;インビトロ</em&gt;磁気共鳴イメージングのためのデンドリマーベースの造影剤のキャラクタリゼーション

Paramagnetic complexes of gadolinium(III) with acyclic or macrocyclic chelates are the most commonly used contrast agents (CAs) for magnetic resonance ...

Direct Imaging of Laser-driven Ultrafast Molecular Rotation

レーザー駆動の超高速分子回転のダイレクトイメージング

We present a method for visualizing laser-induced, ultrafast molecular rotational wave packet dynamics. We have developed a new 2-dimensional Coulomb ...

Measurements of Long-range Electronic Correlations During Femtosecond Diffraction Experiments Performed on Nanocrystals of Buckminsterfullerene

バックミンスターフラーレンのナノ結晶のフェムト秒回折実験中長距離電子相関の測定

The precise details of the interaction of intense X-ray pulses with matter are a topic of intense interest to researchers attempting to interpret the ...

Separation of Aldehydes and Reactive Ketones from Mixtures Using a Bisulfite Extraction Protocol

アルデヒドおよびケトン類の反応性の重亜硫酸塩の抽出のプロトコルを使用して混合物からの分離

The purification of organic compounds is an essential component of routine synthetic operations. The ability to remove contaminants into an aqueous layer ...

Regioselective O-Glycosylation of Nucleosides via the Temporary 2',3'-Diol Protection by a Boronic Ester for the Synthesis of Disaccharide Nucleosides

Regioselective O-Glycosylation of Nucleosides via the Temporary 2',3'-Diol Protection by a Boronic Ester for the Synthesis of Disaccharide Nucleosides

ヌクレオシドを介して一時 2'、3'-ジオール保護ホウ酸エステル糖ヌクレオシドの合成のためのOの位置選択的グリコシル化反応

Disaccharide nucleosides, which consist of disaccharide and nucleobase moieties, have been known as a valuable group of natural products having ...

Automation of a Positron-emission Tomography (PET) Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

Automation of a Positron-emission Tomography PET Radiotracer Synthesis Protocol for Clinical Production

臨床用陽電子放出断層レントゲン写真撮影 (ペット) ルコース合成プロトコルの自動化

The development of new positron-emission tomography (PET) tracers is enabling researchers and clinicians to image an increasingly wide array of biological ...

Technical Aspect of the Automated Synthesis and Real-Time Kinetic Evaluation of [11C]SNAP-7941

Technical Aspect of the Automated Synthesis and Real-Time Kinetic Evaluation of [11C]SNAP-7941

[11C]SNAP-7941の自動合成とリアルタイム運動評価の技術的側面

Positron emission tomography (PET) is an essential molecular imaging technique providing insights into pathways and using specific targeted radioligands ...

Resolving Water, Proteins, and Lipids from In Vivo Confocal Raman Spectra of Stratum Corneum through a Chemometric Approach

化学的アプローチによるストラタム角質のインビボ共焦点ラマンスペクトルからの水、タンパク質、脂質の解明

Development of this in vivo confocal Raman spectroscopic method enables the direct measurement of water, proteins, and lipids with depth resolution in ...

Solid Phase 11C-Methylation, Purification and Formulation for the Production of PET Tracers

Solid Phase 11C-Methylation, Purification and Formulation for the Production of PET Tracers

PETトレーサー製造のための固相11C-メチル化、精製および製剤

Routine production of radiotracers used in positron emission tomography (PET) mostly relies on wet chemistry where the radioactive synthon reacts with a ...